(57)【要約】【課題】作業者が安全な環境で作業ができるとともに、親水性に表面改質されたフッ素系樹脂材製品が安価に提供できるフッ素系樹脂材の表面改質方法を提供すること。【解決手段】１０〜１５０Ｐａのアミノ基を含むガス雰囲気をグロー放電でプラズマＰ化し、アミノ基を含むガス雰囲気中に載置したフッ素系樹脂材Ｗの表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材の表面を親水化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０〜１５０Ｐａのアミノ基を含むガス雰囲気をグロー放電でプラズマ化し、アミノ基を含むガス雰囲気中に載置したフッ素系樹脂材の表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材の表面を親水化することを特徴とするフッ素系樹脂材の表面改質方法。
【請求項２】
容器内にアミノ基を含むガスを供給する処理ガス供給機構と、前記容器内に供給された１０〜１５０Ｐａのアミノ基を含むガスに高周波を作用させてプラズマを発生させる高周波電源に接続した給電電極及びアース電極とを備え、発生したプラズマにより容器内に載置したフッ素系樹脂材の表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材の表面を親水化するようにしたことを特徴とするフッ素系樹脂材の表面改質装置。
【請求項３】
容器内にアミノ基を含むガスを供給する処理ガス供給機構と、前記容器内に供給された１０〜１５０Ｐａのアミノ基を含むガスにマイクロ波を作用させてプラズマを発生させるマイクロ波発振器とを備え、発生したプラズマにより容器内に載置したフッ素系樹脂材の表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材の表面を親水化するようにしたことを特徴とするフッ素系樹脂材の表面改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素系樹脂材の表面改質方法及びその装置に関し、特にフッ素系樹脂材の表面に親水性をもたせるようにするためのフッ素系樹脂材の表面改質方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フッ素系樹脂材の表面改質方法として、フッ素系樹脂材を金属ナトリウム処理したり、フッ素系樹脂材にヒドラジン類の存在下で波長２５０ｎｍ以下の紫外線レーザー光を照射し、フッ素系樹脂材の表面を親水化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
しかしながら、これらのフッ素系樹脂材の表面改質方法のうち、金属ナトリウム使用する方法は、発火性があるので作業者への危険性が常に伴うという問題があった。
一方、紫外線レーザー光を照射する方法は、設備が高価となることから親水性に表面改質されたフッ素系樹脂材が高価となり、商品性が低いという問題があった。
【特許文献１】特公平０７−００５７７３号公報
【特許文献２】特公平０７−００５７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来のフッ素系樹脂材の表面改質方法の有する問題点に鑑み、作業者が安全な環境で作業ができるとともに、親水性に表面改質されたフッ素系樹脂材製品が安価に提供できるフッ素系樹脂材の表面改質方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本第１発明のフッ素系樹脂材の表面改質方法は、１０〜１５０Ｐａのアミノ基を含むガス雰囲気をグロー放電でプラズマ化し、アミノ基を含むガス雰囲気中に載置したフッ素系樹脂材の表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材の表面を親水化することを特徴とする。
【０００５】
また、上記フッ素系樹脂材の表面改質方法を実施するための本第２発明のフッ素系樹脂材の表面改質装置は、容器内に１０〜１５０Ｐａのアミノ基を含むガスを供給する処理ガス供給機構と、前記容器内に供給されたアミノ基を含むガスに高周波を作用させてプラズマを発生させる高周波電源に接続した給電電極及びアース電極とを備え、発生したプラズマにより容器内に載置したフッ素系樹脂材の表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材の表面を親水化するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
また、上記フッ素系樹脂材の表面改質方法を実施するための本第３発明のフッ素系樹脂材の表面改質装置は、容器内にアミノ基を含むガスを供給する処理ガス供給機構と、前記容器内に供給された１０〜１５０Ｐａのアミノ基を含むガスにマイクロ波を作用させてプラズマを発生させるマイクロ波発振器とを備え、発生したプラズマにより容器内に載置したフッ素系樹脂材の表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材の表面を親水化するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のフッ素系樹脂材の表面改質方法及びその装置は、処理ガスとして、アミノ基を含むガスを使用し、１０〜１５０Ｐａのアミノ基を含むガス雰囲気をグロー放電でプラズマ化し、アミノ基を含むガス雰囲気中に載置したフッ素系樹脂材の表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材の表面を親水化するものであるため、フッ素系樹脂材の表面改質処理を低廉に行うことができ、かつ、その際、作業者が安全な環境で作業することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のフッ素系樹脂材の表面改質方法及びその装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１に、本発明のフッ素系樹脂材の表面改質方法及びその装置の第１実施例を示す。
このフッ素系樹脂材の表面改質装置１は、容器２内にアミノ基を含むガス（アンモニアガスやヒドラジンガス等、以下、総称して「アンモニアガス」という。）を供給する処理ガス供給機構７と、容器２内に供給されたアンモニアガスに高周波を作用させてプラズマを発生させる高周波電源Ｅに接続した給電電極３及びアース電極４とを備え、発生したプラズマにより容器２内に載置したフッ素系樹脂材Ｗの表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材Ｗの表面を親水化するようにしたものである。
【００１０】
容器２には、容器２内を大気圧よりも減圧できるように、真空排気機構６を接続するようにする。この真空排気機構６によって、容器２内を１０〜１５０Ｐａに減圧するものである。
【００１１】
処理ガス供給機構７から供給されるアンモニアガスは、アース電極４と一体化して配設した処理ガス供給ヘッド５に形成した処理ガス噴出孔５ａから、容器２内に載置したフッ素系樹脂材Ｗの表面に均等に吹き付けることができるように放出するようにする。
【００１２】
フッ素系樹脂材Ｗとしては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）等、任意のフッ素系樹脂材を処理対象として用いることができる。
【００１３】
このフッ素系樹脂材の表面改質装置は、処理対象のフッ素系樹脂材Ｗを、高周波電源Ｅに接続した給電電極３上に載置し、処理ガス供給機構７からアンモニアガスを処理ガス供給ヘッド５の処理ガス噴出孔５ａを介して放出することにより、アンモニアガスをフッ素系樹脂材Ｗの表面に均等に吹き付けながら、高周波電源Ｅによって、給電電極３とアース電極４との間に高周波電圧を印荷して、アンモニアガス雰囲気に高周波を作用させてプラズマ（図１に示すハッチングの部分Ｐ）を発生させる。
これにより、１０〜１５０Ｐａのアンモニアガス雰囲気中に載置したフッ素系樹脂材Ｗの表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材Ｗの表面を親水化する。
【００１４】
図２に、表面改質前後のフッ素系樹脂材Ｗの状態（純水Ｘのフッ素系樹脂材Ｗの表面への接触角度の変化）を模式的に示す。
図２（ａ）に示すように、表面改質前、純水Ｘのフッ素系樹脂材Ｗの表面への接触角度αが約１１０°であったものが、図２（ｂ）に示すように、表面改質後、同接触角度βが約１０°となったことが確認できた。
なお、一般に、接触角度が３０〜４０°以下であれば親水性があり、７０〜９０°以上であれば撥水性があるといわれており、これからすれば、表面改質後のフッ素系樹脂材Ｗの表面の親水性は大幅に向上したといえる。
【実施例２】
【００１５】
図３に、本発明のフッ素系樹脂材の表面改質方法及びその装置の第２実施例を示す。
このフッ素系樹脂材の表面改質装置１は、容器２内にアンモニアガスを供給する処理ガス供給機構７と、容器２内に供給されたアンモニアガスにマイクロ波を作用させてプラズマを発生させるマイクロ波発振器９とを備え、発生したプラズマにより容器２内に載置したフッ素系樹脂材Ｗの表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材Ｗの表面を親水化するようにしたものである。
【００１６】
なお、本実施例においては、マイクロ波発振器９を容器２の外部に設置し、配管９ａを介して容器２内にマイクロ波を導入するようにしたが、マイクロ波発振器９を容器２内に設置することもできる。
【００１７】
容器２には、容器２内を大気圧よりも減圧できるように、真空排気機構６を接続するようにする。
【００１８】
処理ガス供給機構７から供給されるアンモニアガスは、処理ガス供給ヘッド５に形成した処理ガス噴出孔５ａから、容器２内に載置したフッ素系樹脂材Ｗの表面に均等に吹き付けることができるように放出するようにする。
【００１９】
このフッ素系樹脂材の表面改質装置は、処理対象のフッ素系樹脂材Ｗを、台座８上に載置し、処理ガス供給機構７からアンモニアガスを処理ガス供給ヘッド５の処理ガス噴出孔５ａを介して放出することにより、アンモニアガスをフッ素系樹脂材Ｗの表面に均等に吹き付けながら、マイクロ波発振器９によって、１０〜１５０Ｐａのアンモニアガス雰囲気にマイクロ波を作用させてプラズマ（図３に示すハッチングの部分Ｐ）を発生させる。
これにより、アンモニアガス雰囲気中に載置したフッ素系樹脂材Ｗの表面にアミノ基付加反応を起こさせ、フッ素系樹脂材Ｗの表面を親水化する。
【００２０】
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例と同様である。
【００２１】
以上、本発明のフッ素系樹脂材の表面改質方法及びその装置について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上、本発明のフッ素系樹脂材の表面改質方法及びその装置は、作業者が安全な環境で作業ができるとともに、低廉な設備でフッ素系樹脂材を親水性に表面改質することができることから、メッキ、塗装、接着等の性能を向上するために板状等のフッ素系樹脂材の表面の改質のほか、水性塗料に添加する粉体状のフッ素系樹脂材の表面の改質等にも適用することができ、これにより、絶縁性、耐薬品性、耐熱性、耐摩耗性等の点で優れた特性を有するとフッ素系樹脂材を、様々な製品に対して、簡易かつ低廉に適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のフッ素系樹脂材の表面改質方法及びその装置の第１実施例を示す説明図である。
【図２】表面改質前後のフッ素系樹脂材の状態（純水のフッ素系樹脂材の表面への接触角度の変化）を模式的に示す説明図で、（ａ）は表面改質前、（ｂ）は表面改質後をそれぞれ示す。
【図３】本発明のフッ素系樹脂材の表面改質方法及びその装置の第２実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    フッ素系樹脂材の表面改質装置
２    容器
３    給電電極
４    アース電極
５    処理ガス供給ヘッド
５ａ  処理ガス噴出孔
６    真空排気機構
７    処理ガス供給機構
８    台座
９    マイクロ波発振器
Ｗ    フッ素系樹脂材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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